Универсальный портативный радиометр-спектрометр

Универсальный портативный радиометр-спектрометр

Реферат

 

Изобретение относится к области обнаружения и идентификации источников радиоактивных измерений. Портативный радиометр-спектрометр содержит два канала регистрации ядерных излучений, при этом гамма-канал состоит из сцинтилляционного кристалла, сопряженного с фотоэлектронным умножителем, выход которого через усилитель первого канала и аналого-цифровой преобразователь связан с микропроцессорной системой. Нейтронный канал состоит из детектора нейтронов, связанного через усилитель второго канала и дискриминаторы с микропроцессорной системой, имеющей выходы на дисплей и ЭВМ. В портативный радиометр-спектрометр дополнительно введена система стабилизации, включающая светодиод, сопряженный с фотоэлектронным умножителем и соединенный с импульсным генератором тока, вход которого связан с выходом микропроцессорной системы, управляемый микропроцессорной системой каскад усиления и цифровой датчик температуры, выход которого связан микропроцессорной системой. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства за счет устранения необходимости систематической калибровки гамма-канала. 1 ил.

Изобретение относится к области обнаружения и идентификации источников радиоактивных излучений и может быть использовано для осуществления контроля за перемещением делящихся и радиоактивных материалов, экологического мониторинга, в передвижных радиологических лабораториях, службах радиационного контроля и т.п.

В качестве аналога рассмотрим портативный индикатор ионизирующего излучения [1] , состоящий из газоразрядной трубки, узла контроля питания, схемы усиления и формирования одиночной серии импульсов, в которую введен узел контроля схемы на ложные срабатывания от помех, неисправностей и т.д. Схема усиления и формирования выполнена в виде ждущего генератора одиночной серии импульсов.

Серия импульсов индуцируется звуковым и световым индикатором. В индикатор введены импульсный детектор и зарядная цепь для ждущего режима работы.

Недостатком данного устройства является невозможность идентификации обнаруживаемых источников радиоактивных излучений.

В качестве прототипа рассмотрим устройство [2], предназначенное для спектрометрии ионизирующих излучений, имеющее 2 сцинтилляционных блока, сопряженных с фотоэлектронными умножителями, и регистрирующее как гамма-кванты, так и нейтроны.

Недостатком данного устройства является неточность измерения спектров ионизирующих излучений, вызванная температурной нестабильностью элементов устройства.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно - устранение необходимости систематической калибровки гамма-канала.

Цель достигается тем, что в устройство, предназначенное для спектрометрии ионизирующих излучений, регистрирующее ядерные излучения, содержащее два канала регистрации ядерных излучений, при этом гамма-канал состоит из сцинтилляционного кристалла, сопряженного с фотоэлектронным умножителем, выход которого через усилитель гамма-канала и аналого-цифровой преобразователь связан с микропроцессорной системой, в состав гамма-канала дополнительно введена система стабилизации, включающая светодиод, сопряженный с фотоэлектронным умножителем и соединенный с импульсным генератором тока, вход которого связан с выходом микропроцессорной системы, управляемый микропроцессорной системой каскад усиления, расположенный между усилителем гамма-канала и его аналого-цифровым преобразователем, и цифровой датчик температуры, выход которого связан с микропроцессорной системой, а нейтронный канал состоит из детектора нейтронов, связанного через усилитель второго канала и дискриминаторы с микропроцессорной системой, имеющей выходы на дисплей и ЭВМ.

На чертеже представлена блок-схема устройства, где: 1 - сцинтилляционный кристалл, 2 - ФЭУ, 3 - усилитель первого канала, 4 - АЦП, 5 - микропроцессорная система, 6 - детектор нейтронов, 7 - усилитель второго канала, 8 - дискриминаторы, 9 - дисплей, 10 - светодиод, 11 - импульсный генератор тока, 12 - управляемый каскад усиления, 13 - цифровой датчик температуры.

Прибор имеет два встроенных канала регистрации ядерных излучений: гамма и нейтронный.

Гамма-канал состоит из сцинтилляционного кристалла 1, фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 2, усилителя 3, управляемого каскада усиления 12, светодиодной системы стабилизации.

Световые вспышки, образующиеся в кристалле 1, при прохождении ядерного излучения, регистрируются ФЭУ 2, усиливаются усилителем 3, дополнительным каскадом 12 и подаются на вход амплитудно-цифрового преобразователя (АЦП) 4.

Стабилизация гамма-канала осуществляется по реперному пику, образующемуся в гамма-спектре при засветке ФЭУ световыми импульсами от специального светодиода 10. Светодиод запитывается импульсным генератором тока 11, управляемым микропроцессорной системой 5. Микропроцессорная система определяет положение реперного пика и затем поддерживает его положение в заданных пределах путем управления по специальной программе коэффициентом усиления управляемого каскада 12 с учетом данных температурного датчика 13.

Нейтронный канал содержит детектор 6 в виде трубок, помещенных в замедлитель из полиэтилена. Сигналы детекторов усиливаются усилителем 7, отбираются по амплитуде с помощью дискриминаторов 8 и далее обрабатываются микропроцессорной системой 5.

В результате введения системы стабилизации появилась возможность проводить идентификацию радиоактивных источников в широком диапазоне температур и входных загрузок без применения внешней ЭВМ и дополнительных калибровок по энергии.

Проведенные испытания подтвердили возможность идентификации устройством изотопов Am-241, Ba-133, Co-57, Co-60, Cs-137, K-40, Mn-54, Sn-113, Th-232, U-235, U-238 в диапазоне температур от -20^oC до +50^oC.

Литература 1. А.С. 1764432 от 20.04.91.

2. Патент RU 2071089 C1.

Формула изобретения

Универсальный портативный радиометр-спектрометр, регистрирующий ядерные излучения, отличающийся тем, что содержит два канала регистрации ядерных излучений, при этом гамма-канал состоит из сцинтилляционного кристалла, сопряженного с фотоэлектронным умножителем, выход которого через усилитель гамма-канала и аналого-цифровой преобразователь связан с микропроцессорной системой, в состав гамма-канала дополнительно введена система стабилизации, включающая светодиод, сопряженный с фотоэлектронным умножителем и соединенный с импульсным генератором тока, вход которого связан с выходом микропроцессорной системы, управляемый микропроцессорной системой каскад усиления, расположенный между усилителем гамма-канала и его аналого-цифровым преобразователем, и цифровой датчик температуры, выход которого связан с микропроцессорной системой, а нейтронный канал состоит из детектора нейтронов, связанного через усилитель второго канала и дискриминаторы с микропроцессорной системой, имеющей выходы на дисплей и ЭВМ.

РИСУНКИ

Рисунок 1